EFEITOS DA SUPLEMENTAÇÃO DE CAFEÍNA NA NATAÇÃO: DESEMPENHO EM 50M E DURANTE O
EXERCÍCIO INTERVALADO
Dissertação de mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Educação Física da Universidade Federal de Santa Catarina, como requisito para obtenção do Grau de Mestre em Biodinâmica do Desempenho Humano.
Orientador: Prof. Dr. Luiz Guilherme Antonacci Guglielmo
Coorientadora: Profa. Dra. Mariana Fernandes Mendes de Oliveira
FLORIANÓPOLIS - SC 2018
EFEITOS DA SUPLEMENTAÇÃO DE CAFEÍNA NA NATAÇÃO: DESEMPENHO EM 50M E DURANTE O
EXERCICIO INTERVALADO
Esta Dissertação foi julgada adequada para obtenção do Título de “mestre” e aprovada em sua forma final pelo Programa de
Pós-Graduação em Educação Física. Local, 31 de julho de 2018. ________________________
Prof. Kelly Samara da Silva, Dra Coordenadora do Programa Banca Examinadora:
________________________
Prof. Luiz Guilherme Antomacci Guglielmo, Dr. Orientador
________________________ Prof. Ricardo Dantas de Lucas, Dr.
Universidade Federal de Santa Catarina
________________________ Prof. Tiago Turnes, Dr.
Universidade Federal de Santa Catarina
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Prof.ª Camila Coelho Greco, Dr.ª (videoconferência) Universidade Estadual Paulista
Este trabalho é dedicado àqueles que sempre me deram apoio incondicional, ou seja, meus pais.
Acredito que qualquer trabalho tenha uma gama de dificuldades e superações. No meu caso, com certeza, as superações pessoais tiveram um peso emocional muito maior que as superações acadêmicas. Dessa forma, quero agradecer àqueles que por menor que seja tiveram alguma participação quanto a esses dois caminhos.
Quero agradecer aos clubes, treinadores que abriram um espaço e principalmente aos atletas dispostos a tirarem um tempinho da periodização do treinamento para cuidar das recomendações dadas e dar esforço e sangue (literalmente) para ajudar neste trabalho.
Um super obrigado aos professores do Laboratório de Esforço Físico (LAEF) – UFSC que me ajudaram imensamente em diversas etapas e, inclusive, restauraram minha clareza em alguns momentos. Aos meus colegas de laboratório obrigada por estarem presentes nesse trabalho, primeiro por discussões de assuntos, segundo pelo apoio no dia a dia.
Quero agradecer ao meu orientador Luiz Guilherme pela oportunidade e por proporcionar a efetiva realização desse trabalho. Meu imenso carinho e admiração ao agradecer à Mariana, coorientadora e companheira especial, que me deram de presente. De forma que, facilitou imensamente as etapas de coleta e possibilitou não ter nenhum arrependimento em ter escolhido a natação. Da mesma forma, foi uma pessoa incrível ao ponto conseguir sempre balancear minhas necessidades de meus deveres, orientar caminhos e ajudar na medida certa (nem demais nem de menos) proporcionando um imenso aprendizado e desenvolvimento pessoal e acadêmico. Não consigo
descrever o quanto nossos erros, soluções e discussões foram excepcionais.
Além disso, quero agradecer de forma especial aos alunos e professores do Laboratório de Pesquisa em Desempenho Humano (Lapedh) – UDESC que me acolheram e ajudaram de forma importante na condução dessa pesquisa. Em todas as vezes foram capazes de elencar soluções as minhas dúvidas e ao mesmo tempo sempre foram acolhedores e companheiros. Um muito obrigado principalmente ao Prof. Dr. Fabrizio Caputo ao proporcionar essa parceria.
Agradeço imensamente meus amigos por estarem sempre ao meu lado e entenderem meus sumiços. Devo ao meu namorado Mateus, e faço com imenso carinho e afeição, não sei se pedir desculpas pelas loucuras e choradeiras, ou agradecer por estar ao meu lado durante todas as etapas desse caminho e nunca duvidar de mim.
Aos meus pais e modelos, Nara e Pedro, dedico e sou grata por este trabalho de forma que sem o apoio de vocês este não seria possível.
The Learn’d Astronomer
When I heard the learn’d astronomer, When the proofs, the figures, were ranged in columns before me,
When I was shown the charts and diagrams, to add, divide, and measure them,
When I sitting heard the astronomer where he lectured with much applause in the lecture-room,
How soon unaccountable I became tired and sick,
Till rising and gliding out I wander’d off by myself,
In the mystical moist night-air, and from time to time,
Look’d up in perfect silence at the stars. (Walt Whitman, 1855)
A cafeína é uma substância muito usada no meio esportivo a fim de melhorar a performance e/ou reduzir a fadiga. Tem sido estudado seu efeito ergogênico em diferentes modalidades e em diferentes tipos de exercício, como os de força, os de curta duração (até 2 minutos), os de longa duração (tempo limite e contrarrelógio) e intervalados. Contudo, ainda não estão claras suas ações em cada tipo de exercício. Nessa perspectiva, a presente pesquisa teve como objetivo analisar os efeitos agudos da suplementação de cafeína no desempenho de 50m e durante exercício intervalado de 10 x 200m de nado crawl. Dez nadadores treinados (27 ± 10,08 anos; 82,7 ± 13,60 kg; 178,5 ± 6,1 cm; 11,9 ± 7,3 de %G) completaram uma repetição de 200m e de 400m máximos para cálculo da velocidade crítica (VC) através da inclinação da reta de regressão linear entre as distâncias e os tempos obtidos. De modo randomizado e duplo cego completaram em dias distintos (cafeína 300mg ou placebo) uma performance de 50m máximos, seguida de uma série intervalada de 10 x 200m (1ª à 5ª na intensidade referente a VC e 6ª à 10ª intensidade livre) com medidas de força (antes, durante e após). A análise estatística foi realizada por meio do teste t-student para amostras pareadas na comparação entre as médias e a ANOVA de medidas repetidas foi aplicada para comparar os momentos (condição x tempo). Empregou-se o nível de significância de 5%. Os resultados demonstraram que a cafeína versus o placebo foi capaz de melhorar a performance nos 50m (28,18 ± 1,31s vs 28,70 ± 1,21s; p=0,004) e da série intervalada (158,68 7,67s vs 160,93 7,04s). Em relação aos 50m, não foi revelada interação condição-tempo quanto as concentrações de lactato sanguíneo [La] (p=0,435) e de força (p=0,304). Na série de
treino (1ª à 10ª repetições), foi demonstrado uma diferença significante entre cafeína e placebo para as médias de [La] (7,84 ± 1,67 mmol.L-1 vs6,99 ± 1,63 mmol.L-1; p=0,03), PSE (5,08 ± 1,27 UA vs 5,67 ± 1,46 UA; p<0,001), FB (29,72 ± 3,19 ciclos.min-1 vs 29,01 ± 3,01 ciclos.min -1; p=0,04) e CB (2,41 ± 0,38 m.ciclo-1vs 2,49 ± 0,30 m.ciclo-1, p= 0,03). Também não houve diferenças significantes entre as duas condições para as médias de força (15,37 ± 1,83 kgf vs 15,20 ± 2,11 kgf; p=0,26), porém apresentou diferença estatística entre os momentos após a suplementação (16,70 ± 1,52 kgf vs 15,99 ± 1,62 kgf; p=0,008). Nas duas condições a FB aumentou e o CB diminuiu entre a análise da primeira e décima repetições, porém a cafeína foi capaz de proporcionar uma menor diferença de CB (cafeína ∆=4,18% vs placebo ∆=7,08). Portanto, nossos resultados sugerem que a cafeína melhora o desempenho de natação, podendo diminuir a PSE, aumentar a glicólise e alterar os parâmetros de braçada do nado crawl de forma mais eficiente.
Palavras chave: Cafeína, Natação, Desempenho, Exercício intervalado, Força.
Caffeine is a substance widely used amongst athletes in order to improve performance and / or reduce fatigue. Its ergogenic effect has been studied in different modalities and types of exercise, such as strength, short duration (until to 2 minutes), long duration (time to exhaustion and time trial) and interval exercise. However, its mechanism proposed in each type of exercise are not yet clear. From this perspective, the present research aimed to analyze the acute effects of the caffeine supplementation in the performance of 50 meters and during interval exercise of 10 x 200m of crawl swimming. Ten trained swimmers (27 ± 10.08 years, 82.7 ± 13.60 kg, 178.5 ± 6.1 cm, 11.9 ± 7.3 Fat %) performed all out efforts of 200m and 400m to determine the critical swim speed (CS) through the slope of the linear regression line between distances and times obtained. In randomized and double-blind trials the subjects completed a 50-m performance on separate days (with caffeine 300mg or placebo), followed by a set of 10 x 200m (1st to 5th intervals with intensity of CS and 6th to 10th intervals with self paced) with force measurement (before, during and after the trials). Statistical analysis was performed using the t-student test for paired samples in the comparison between the average scores and the ANOVA for repeated measures was applied to compare the moments (time x condition). The level of significance was set at 5%. The results showed that caffeine versus placebo was able to improve the time in the 50m (28.18 ± 1.31s vs. 28.70 ± 1.21s; p = 0.004) and of the interval exercise (158,68 7,67s vs 160,93 7,04s). In relation to 50m no condition-time interaction was reported for blood lactate concentration [La] (p = 0.435) and strength (p = 0.304). In the training series (1th to 10th bouts) a significant
difference between caffeine and placebo was shown for the average values of [La] (7.84 ± 1.67 mmol.L-1 vs 6.99 ± 1.63 mmol.L-1; p = 0.03 P <0.001), SR (29.72 ± 3.19 cycles.min-1 vs 29.01 ± 3.01 cycles.min-1, p = 0.04) and SL (2.41 ± 0.38 m.cyclo-1 vs 2.49 ± 0.30 m.cyclo-1, p = 0.03). There were also no significant differences between the two conditions for the average measured strength (15.37 ± 1.83 kgf vs 15.20 ± 2.11 kgf, p = 0.26), but a statistical difference between the moments after supplementation was showed (16.70 ± 1.52 kgf vs. 15.99 ± 1.62 kgf, p = 0.008). In both conditions the SF increased and the SL decreased between the analysis of the first and tenth repetitions, but caffeine was able to provide a smaller difference of SL (caffeine Δ = 4.18% vs placebo Δ = 7.08%). Therefore, our results suggest that caffeine improves swimming performance and may decrease PSE, increase glycolytic pathway, and change crawl swim stroke parameters more efficiently.
Keywords: Caffeine. Swimming. Performance. Interval exercise. Strength.
Figura 1 - Fórmula estrutural da cafeína ... 40 Figura 2 - Representação do delineamento experimental. ... 56 Figura 3 - Representação da posição do teste de força ... 64 Figura 4 - Comportamento individual dos tempos de performance em 50 metros nas condições cafeína e placebo (n=10). ... 66 Figura 5 - Comportamento da variável tempo na série de treino, mensurados nos protocolos experimentais cafeína e placebo (n=10). ... 68 Figura 6 - Comportamento da variável velocidade na série de treino, mensurados nos protocolos experimentais cafeína e placebo (n=10). ... 69 Figura 7 - Comportamento das medidas de lactato sanguíneo durante a série de treino nos protocolos experimentais cafeína e placebo (n=10). 71 Figura 8 - Comportamento das medidas de PSE durante a série de treino nos protocolos experimentais cafeína e placebo (n=10). ... 71 Figura 9 - Comportamento das medidas de força máxima durante a série de treino nos protocolos experimentais cafeína e placebo (n=10). ... 72 Figura 10 - Comportamento individual das médias de força máxima nos protocolos experimentais cafeína e placebo (n=10). ... 72 Figura 11 - Comportamento individual das medidas de força máxima pós-goma nos protocolos experimentais cafeína e placebo (n=7). ... 73 Figura 12 - Comportamento das medidas de FB e CB durante a série de treino nos protocolos experimentais cafeína e placebo (n=10). ... 76
Tabela 1 - Representação do protocolo de aquecimento. ... 59 Tabela 2 - Média e desvio padrão (±DP) das características antropométricas dos sujeitos (n=10)... 65 Tabela 3 - Média e desvio padrão (±DP) das características de performance obtidas antes dos protocolos experimentais (n=10). ... 66 Tabela 4 - Média e desvio padrão (±DP) dos tempos (s) de cada repetição para a série de treino, obtidos nos protocolos experimentais cafeína e placebo (n=10). ... 67 Tabela 5 - Média e desvio padrão (±DP) das medidas de lactato sanguíneo (mmol.L-1) nos protocolos experimentais cafeína e placebo (n=10). ... 70 Tabela 6 - Média e desvio padrão (±DP) das variáveis de frequência de braçada e comprimento de braçada, obtidas nos 25 metros finais das repetições de 200m (n=10). ... 74 Tabela 7 - Diferenças (∆) de frequência de braçada e comprimento de braçada entre os 25m finais das repetições controlados e livres da série de treino em ambas as condições (n=10). ... 75
%G – percentual de gordura
AMPc – adenosina monofosfato cíclico Ca++- cálcio
CB – comprimento de braçada CVM – contração voluntária máxima FB – frequência de braçada
K+ - potássio
min – minutos
PSE – percepção subjetiva de esforço RyR – receptores rianodinos
s – segundos
SNC – sistema nervoso central
TCLE – termo de consentimento livre e esclarecido Tlim – tempo limite
UDESC – Universidade do Estado de Santa Catarina
V400 – velocidade de nado na performance em 400m máximos VC – velocidade crítica
1INTRODUÇÃO ... 27 1.1 OBJETIVOS ... 31 1.1.1 Objetivo Geral ... 31 1.1.2 Objetivos Específicos ... 31 1.2 HIPÓTESES ... 32 1.3 JUSTIFICATIVA ... 32 2 REVISÃO DE LITERATURA... 35
2.1 NATAÇÃO E CARACTERÍSTICAS DO ESPORTE ... 35
2.2 CAFEÍNA E MECANISMOS DE AÇÃO ... 40
2.3 SUPLEMENTAÇÃO DE CAFEÍNA EM EXERCÍCIOS DE DIFERENTES INTENSIDADES ... 44
2.4 AUMENTO DE FORÇA E FATORES NEUROMUSCULARES ASSOCIADOS À UTILIZAÇÃO DE CAFEÍNA ... 48
3 MATERIAIS E MÉTODOS ... 53 3.1 CARACTERÍSTICAS DA PESQUISA ... 53 3.2 SUJEITOS DA PESQUISA ... 53 3.3 TRATAMENTO EXPERIMENTAL ... 54 3.4 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL ... 54 3.5 INSTRUMENTOS DE MEDIDAS ... 56
3.5.1 Determinação das variáveis nutricionais ... 56
3.5.2 Determinação das variáveis antropométricas ... 57
3.5.3 Tipo de Piscina ... 58
3.5.4 Protocolo de suplementação de cafeína ... 58
3.5.5 Protocolo de aquecimento ... 59
3.5.6 Determinação das variáveis de desempenho e índices técnicos... ... 60
3.5.7 Determinação das variáveis fisiológicas ... 62
3.5.8 Determinação da força muscular ... 63
4 RESULTADOS ... 65 4.1 CARACTERÍSTICA DA AMOSTRA ... 65 4.2 PROTOCOLOS EXPERIMENTAIS - CAFEÍNA VS PLACEBO 66 4.2.1 Performance de 50m ... 66 4.2.2 Performances de 200m (série de treino) ... 67 4.2.3 Medidas de concentração de lactato [La] e percepção subjetiva de esforço (PSE) ... 69 4.2.4 Medidas de força ... 72 4.2.5 Frequência de braçadas e comprimento de braçadas ... 74 5 DISCUSSÃO ... 77 6 CONCLUSÃO ... 91 REFERÊNCIAS ... 93 APÊNDICES ... 105
INTRODUÇÃO
A cafeína é uma substância muito usada no meio esportivo a fim de melhorar a performance e/ou reduzir a fadiga durante o exercício. Seu efeito ergogênico vem sendo estudado em diferentes modalidades, como ciclismo, corrida e natação; e em diferentes tipos de exercício, como os de força, os de curta (até dois minutos), longa duração (tempo limite e contrarrelógio), e intervalados (CROWE; LEICHT; SPINKS, 2006; GRAHAM-PAULSON; PERRET; GOOSEY-TOLFREY, 2016; FARHADI; HADI, 2011; PRINS et al., 2016; COLLOMP et al., 1992; MACINTOSH; WRIGHT, 1995; BECK et al., 2006; GRGIC et al., 2018; TIMMINS; SAUNDERS, 2018; WARREN et al., 2010; BECK et al., 2006; DAVIS; GREEN, 2009; LARA et al., 2015; MAUGHAN et al., 2018; COX et al., 2002; BOWTELL et al., 2018; GOODS; LANDERS; FULTON, 2017). Diante dos diversos efeitos a partir da utilização de cafeína, em diferentes tipos de exercícios e com diferentes aspectos energéticos e de intensidades, apreende-se que a cafeína possui variados mecanismos de ação (DOHERTY; SMITH, 2004).
Tendo em vista que o desempenho em qualquer exercício depende da ativação dos músculos esqueléticos, verifica-se que quando a capacidade em manter essa ativação diminui, no decorrer deste, ocorre um acréscimo de mecanismos centrais e periféricos para a sua sustentação (MEYERS; CAFARELLI, 2005). Assim, é possível considerar a influência da cafeína no exercício em diversos locais da via neuromuscular, atuando no antagonismo da adenosina, na maior excitação do sistema nervoso central e no desenvolvimento do acoplamento excitação-contração. Dentre os principais efeitos desencadeados, apresentam-se o aumento da taxa de disparos, o maior recrutamento de unidades motoras, a atenuação da percepção subjetiva de esforço (PSE), o aumento da glicólise e a maior disponibilidade de cálcio (Ca++) intracelular (ASTORINO; ROBERSON, 2010; BOWTELL et al., 2018; CROWE; LEICHT; SPINKS, 2006; GRGIC et al., 2018; MAUGHAN et al., 2018).
Todos estes mecanismos podem ser apontados como responsáveis pela ação ergogênica da cafeína. No entanto, suas influencias são deveras complexas e ainda há certa inconsistência em salientar quais mecanismos efetivamente são determinantes na melhora de cada tipo de exercício (BOWTELL et al., 2018; POLITO et al., 2016).
Nesse sentido, a administração de cafeína pode ser feita de diversas formas, algumas delas subcutânea, intramuscular ou oral (ALTIMARI et al., 2001; LONGO; GUERRA; BOTERO, 2010). Quando ingerida pode
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ter 100% de absorção através do trato gastrointestinal entre 30 e 120 minutos (ALTIMARI et al., 2005; ANNUNCIATO et al., 2013; VASCONCELOS; PINTO; NAVARRO, 2007). Entretanto, alguns fatores como a genética, a dieta, o uso de alguma droga, o sexo, a massa corporal, o estado de hidratação, o tipo de exercício físico praticado e o consumo habitual, podem afetar o metabolismo da substância (ALTIMARI et al., 2005; VASCONCELOS; PINTO; NAVARRO, 2007). Esses fatores podem interferir devido aos efeitos da cafeína serem multifatoriais e por seus mecanismos serem capazes de afetar diferentes locais da via neuromuscular.
Nesse contexto, a cafeína também tem sido frequentemente utilizada na natação durante competições e sessões de treino. Dascombe et al. (2010) constataram que os nadadores fazem elevada utilização de suplementos alimentares e dentro destes, a cafeína era um dos mais populares. Desbrow e Leveritt (2007) observaram que a maioria dos atletas selecionados na competição Ironman Triathlon Havaii 2005 utilizavam cafeína para a melhora da performance e ainda assim, não identificavam quais os principais efeitos da substância.
Nos trabalhos concernentes ao uso da cafeína na natação, foi observado um menor tempo de performance em distâncias curtas (50m e 200m) e longas (1500m), porém em protocolos de esforços repetidos, os resultados são conflitantes (LARA et al., 2015; PRUSCINO et al., 2008; MACINTOSH; WRIGHT, 1995; COLLOMP et al., 1992; GOODS; LANDERS; FULTON, 2017). As divergências nos resultados se devem principalmente por diferenças de protocolos, de distâncias, de variáveis analisadas, de intervalos utilizados e de nível de treinamento dos sujeitos testados, dificultando a percepção exímia de como os efeitos da cafeína potencializam a execução da referida atividade.
Deste modo, a maioria dos estudos referentes à cafeína em protocolos de longa duração utiliza tempo limite (Tlim) ou tempo de exaustão ao invés de protocolos com tempos ou distancias fixas. Contudo, cabe apontar que Tlim não é um modelo de exercício usual em competições e treinamentos, visto que nas competições utiliza-se como parâmetro as distâncias fixas, bem como nos treinamentos – e/ou exercícios intervalados (DOHERTY; SMITH, 2004).
Assim, exercícios intervalados são usuais no treinamento pois possibilitam maior acúmulo de tempo em esforços com altas intensidades quando comparados a um único estímulo contínuo (SEILER; HETLELID, 2005). É um modo eficiente da promoção, tanto nas alterações centrais quanto nas periféricas, sendo benéficas ao desempenho (FERREIRA et al., 2018; VIEIRA et al., 2017).
Além disso, podem produzir aumento considerável do volume sistólico, do número de mioglobinas, bem como reduzir a resistência vascular periférica, promover a biogênese mitocondrial, aumentar a atividade enzimática, elevar a mobilização de glicogênio e melhorar a resposta insulínica (GIBALA; MCGEE, 2008; VIEIRA et al., 2017). São exercícios caracterizados por trocas entre períodos de recuperação com esforços repetidos que permitem a utilização de altas intensidades (MOHR; NIELSEN; BANGSBO, 2011; SEILER; HETLELID, 2005; VIEIRA et al., 2017).
Nesse contexto, alguns estudos têm associado exercícios intervalados com natação, no entanto, são inexpressivos os relativos ao uso da cafeína na natação analisando protocolos intervalados ou esforços repetidos (sprint repetido) (AUJOUANNET et al., 2006; CROWE; LEICHT; SPINKS, 2006; DEKERLE et al., 2010; TOUBEKIS et al., 2011; COLLOMP et al., 1992; GOODS; LANDERS; FULTON, 2017; PRUSCINO et al., 2008).
Collomp et al. (1992) analisaram qual o nível de treinamento necessário para se produzir maiores benefícios com a ingestão de cafeína (250mg). O protocolo era composto de duas performances máximas de 200m nado crawl, separadas por 20 minutos de recuperação. Como resultados, encontraram somente efeito ergogênico na velocidade dos treinados e aumento do lactato sanguíneo em ambos os grupos (treinados e recreacionais).
Pruscino et al. (2008) verificaram os efeitos da cafeína, do bicarbonato e sua combinação em dois esforços máximos repetidos de 200m de nado crawl com 30 minutos de intervalo. Não encontraram diferenças na performance quando comparados a cafeína e o placebo. Goods, Landers e Fulton (2017) analisaram o efeito da cafeína em seis esforços máximos de 75m com recuperação de 200m em baixa intensidade (nado crawl). Nos resultados, obtiveram diminuição dos tempos de performance na condição cafeína, sugerindo que a substância pode melhorar a execução em esforços repetidos. Além dos diferentes resultados, grande parte destes trabalhos utilizaram séries máximas (all
out) e grandes intervalos de recuperação, visto que séries de exercícios
intervalados com intensidades mais baixas e intervalos menores igualmente são usuais.
Em relação ao controle das intensidades, alguns índices podem ser utilizados no treinamento de natação, tais como a velocidade correspondente a máxima fase estável de lactato, a máxima velocidade aeróbia (V400) ou a velocidade crítica (VC) (DEKERLE et al., 2002, 2005a, 2005b, 2010; SCHNITZLER et al., 2007; TOUBEKIS et al.,
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2011). Na prática, a VC pode ser um modo simples para o controle dos efeitos e prescrição das intensidades do treinamento, em que não se utiliza medidas de lactato sanguíneo, de volume de oxigênio e de grandes distâncias (nadadores menos treinados). Para Toubekis et al. (2011), séries intervaladas de natação podem ser ajustadas em relação à velocidade crítica (FRANKEN; ZACCA; CASTRO, 2011).
Levando-se em consideração estas premissas e de acordo com os mecanismos de ação da cafeína, foi evidenciado que sua influência é demonstrada em exercícios de natação por medidas de PSE (MACINTOSH; WRIGHT, 1995), por medidas de força e potência, em maiores valores de lactato sanguíneo e na diminuição do tempo de performance (GOODS; LANDERS; FULTON, 2017; LARA et al., 2015). Apesar disso, com base em resultados inconsistentes de estudos isolados de contração voluntária máxima (CVM) e na discordância quanto aos mecanismos responsáveis pelos efeitos ergogênicos da cafeína em fatores neuromusculares, não é possível denotar o comportamento exato de força na natação com o uso da substância (BLACK; WADDELL; GONGLACH, 2015; BOWTELL et al., 2018; GRAHAM-PAULSON; PERRET; GOOSEY-TOLFREY, 2016; TALLIS; YAVUZ, 2018).
Em contrapartida, Lara et al. (2015) apontam o efeito da cafeína em medidas de força associadas a performance de natação, bem como na melhora da potência dos membros inferiores e superiores antes e depois de diferentes nados. Por outro lado, Figueiredo et al. (2013) ao analisarem a evolução da fadiga de diversos músculos (eletromiografia e técnica de nado) em 200m máximos de nado crawl observaram que os membros superiores apresentaram maiores sinais de comprometimento na resposta muscular, enquanto os membros inferiores foram pouco afetados. Demonstrando que a fadiga dos membros superiores é mais determinante na performance do nado crawl.
Segundo Aujouannet et al. (2006), ocorre uma queda de força após o exercício intervalado de nado crawl (4 x 50m), observada em medidas de CVM isométricas de flexão de ombro fora da piscina. Logo, sendo a fadiga definida como um declínio nos valores de força no decorrer do exercício (ENOKA; DUCHATEAU, 2008), as medidas de CVM dos membros superiores também podem demonstrar como os efeitos ergogênicos da cafeína influenciariam na perda de força durante o nado
crawl.
Outros estudos salientam que a perda de força ocorrida durante o nado crawl é associada às alterações nos índices técnicos (AUJOUANNET et al., 2006; DEKERLE et al., 2005b; FIGUEIREDO
et al., 2013; SCHNITZLER et al., 2007). Dessa forma, a perda de força na natação é percebida na diminuição do comprimento de braçada (CB) e no aumento da frequência de braçada (FB) para manter a velocidade de nado no decorrer da performance (CAPUTO et al., 2000; DEKERLE et al., 2005b).
Levando-se em consideração a frequente utilização de cafeína na natação, bem como os resultados conflitantes quanto aos efeitos da substância nessa modalidade em diferentes protocolos, o objetivo deste estudo foi analisar os efeitos agudos da suplementação de cafeína no desempenho de 50m e durante exercício intervalado de nado crawl. Com respaldo da literatura, foi testada a hipótese de que a cafeína influencia na melhora do desempenho dos dois modelos de exercício. Além disso, proporciona a atenuação da PSE, o maior aumento da concentração de lactato sanguíneo, os maiores valores de força e a manutenção do CB com um maior aumento da FB.
1.1 OBJETIVOS 1.1.1 Objetivo Geral
Analisar os efeitos agudos da suplementação de cafeína em goma de mascar no desempenho de 50m e durante exercício intervalado de 10 x 200m no nado crawl.
1.1.2 Objetivos Específicos
a) Investigar os possíveis efeitos da utilização de cafeína em goma no tempo para completar os 50m e a série de 10 x 200m em nado crawl;
b) Investigar os possíveis efeitos da utilização de cafeína em goma nas modificações de PSE e concentração de lactato sanguíneo durante os protocolos experimentais;
c) Investigar a influência da utilização de cafeína em goma na medida neuromuscular (força isométrica em flexão de ombro) durante os protocolos experimentais;
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d) Investigar a influência da utilização de cafeína em goma nos parâmetros de braçada durante o exercício intervalado.
1.2 HIPÓTESES
H1: Haverá influência da utilização de cafeína, resultando em redução significante do tempo de desempenho em 50m e nas repetições de 200m com intensidade livre (6ª à 10ª repetição);
H2: Haverá influência da utilização de cafeína, resultando em diminuição significante da PSE e aumento significante da concentração de lactato sanguíneo no protocolo experimental;
H3: Haverá influência da utilização de cafeína na fadiga representada por alterações na medida neuromuscular no decorrer do protocolo experimental;
H4: Haverá influência da utilização de cafeína na alteração dos parâmetros de braçada.
1.3 JUSTIFICATIVA
A cafeína é um suplemento frequentemente utilizado por atletas em diferentes modalidades esportivas, para melhorar a performance e/ou atenuar a fadiga (COLLOMP et al., 1992; DASCOMBE et al., 2010; DESBROW; LEVERITT, 2007; MACINTOSH; WRIGHT, 1995; PRUSCINO et al., 2008). Isso se dá principalmente pelo fato de ser uma substância ergogênica não proibida em competições nacionais e internacionais capaz de melhorar a performance com baixos efeitos colaterais (WADA, 2018; DERAVE; TIPTON, 2014).
Dascombe et al. (2010) ao investigarem os suplementos mais utilizados nos esportes, incluindo a natação, observaram que a cafeína é um dos recursos ergogênicos mais usados. Metade dos atletas consumia o ergogênico para melhorar a performance, mesmo não sabendo seus principais mecanismos de ação. Assim, a cafeína é usada de forma indiscriminada, apesar de seus principais efeitos ainda não se diferenciarem em variados tipos de exercício (DASCOMBE et al., 2010).
Tendo em vista que a cafeína também é muito usada na natação para melhorar o desempenho em competições e impulsionar mudanças fisiológicas ocasionadas pelo treinamento, é importante discernir sua possível influência em diferentes distâncias e protocolos de treino (COLLOMP et al., 1992; DERAVE; TIPTON, 2014; GOODS;
LANDERS; FULTON, 2017; LARA et al., 2015; MACINTOSH; WRIGHT, 1995; PRUSCINO et al., 2008; DASCOMBE et al., 2010; DERAVE; TIPTON, 2014; DESBROW; LEVERITT, 2006).
São escassos os estudos com utilização de cafeína em protocolos de treino, como os exercícios intervalados, ou com utilização crônica. Na literatura, não há consenso acerca dos efeitos da cafeína em exercícios intervalados e há evidências de que essa substância mimetize algumas adaptações ocasionadas no treinamento intervalado, camuflando adaptações crônicas relacionadas ao aumento da performance.
Nesta perspectiva, o presente estudo busca investigar uma lacuna em exercício intervalado de natação com o uso de cafeína. Pretende-se observar os possíveis efeitos em exercício de curta duração e intervalado, a fim de compreender de que forma (s) a cafeína pode melhorar o desempenho na natação e como otimizar a prescrição e a utilização dessa substância.
2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 NATAÇÃO E CARACTERÍSTICAS DO ESPORTE
Em qualquer competição de natação, o principal objetivo consiste em completar a distância pré-estabelecida no menor tempo. Para tanto, o atleta necessita desenvolver a maior velocidade possível no decorrer do percurso. Nesse sentido, tanto a bioenergética quanto a biomecânica estão relacionadas com a eficiência do nadador em manter a velocidade durante toda a prova (COSTA, 2012).
A potencialização da bioenergética e do padrão motor do nadador é capaz de melhorar sua habilidade em gerar propulsão e reduzir a resistência, resultando em um nado mais eficiente (TOUSSAINT, BEEK, 1992). Algumas variáveis relacionadas ao desempenho da natação como a técnica (padrão motor) e a aptidão anaeróbia e aeróbia podem ser analisadas, objetivando caracterizar a modalidade e intensificar qualitativamente o programa de treinamento (BARBOSA et al., 2010)
Posto isto, a ciência esportiva com foco na natação concentra-se em três principais tópicos: a relação entre a cinemática dos segmentos do nadador (comprimento de braçada, frequência de braçada, índice de braçada e índice de coordenação) com o centro de massa; a relação entre a bioenergética e a cinemática do nadador; e a predição do desempenho por meio destas relações (BARBOSA et al., 2010). No entanto, com o contínuo desenvolvimento dos métodos de treinamento voltado aos parâmetros biomecânicos de braçada, e associado ao aumento do número de praticantes e competidores de natação, faz-se necessário o melhoramento dos métodos de análise (KENNEDY et al., 1992).
Na prática, a velocidade crítica (VC) pode ser um modo simples de se controlar os efeitos de treinamento, visto que não se utilizam medidas de lactato sanguíneo, de consumo oxigenar e de grandes distâncias (nadadores menos treinados) (FRANKEN; ZACCA; CASTRO, 2011). A VC é calculada por meio da inclinação da reta de regressão linear entre as distâncias e os tempos obtidos em performances de diferentes distâncias; e é definida como o limite entre os domínios pesado e severo, compreendendo a mais alta intensidade que pode ser sustentada por um longo período sem alcançar o gasto máximo de oxigênio (VO2max) (DEKERLE et al., 2010; FRANKEN; ZACCA; CASTRO, 2011).
Resumidamente, o exercício no domínio pesado compreende intensidades abaixo/igual a VC e caracteriza um estado estável dos
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valores de consumo de oxigênio sem alcançar o máximo e de lactato sanguíneo acima dos valores de repouso. O exercício no domínio severo compreende intensidades acima da VC e caracteriza um estado não estável de lactato sanguíneo, em que o dispêndio máximo de oxigênio (VO2max) é atingido (DEKERLE et al., 2010; FRANKEN; ZACCA; CASTRO, 2011).
Contudo, o valor encontrado de VC depende de alguns fatores, tais como a forma de cálculo em diferentes distâncias, a faixa etária e o nível de treinamento, cujo significado na natação ainda é pouco compreendido. A intensidade encontrada em diferentes indivíduos pode não refletir zona igualitária de domínio desta (DEKERLE et al., 2010; FRANKEN; ZACCA; CASTRO, 2011).
Wakayoshi et al. (1993) calculando a VC por meio das performances de nado nas distâncias de 200m e 400m encontrou valores próximos à intensidade em máxima fase estável de lactato. Contudo, diversos outros estudos utilizam para o cálculo mais de duas distâncias em diferentes combinações de performances, e para natação, foi observado que a VC compreende intensidades acima da máxima fase estável de lactato, principalmente pela instabilidade metabólica deste exercício (DEKERLE et al., 2002, 2005a, 2010; TOUBEKIS et al., 2011).
Da mesma forma, Toubekis et al. (2011) avaliaram as respostas fisiológicas de dois meios de cálculo para VC (200m-400m x 50-100-200-400m), demonstrando que as respostas fisiológicas são divergentes. Assim, a VC não pode ser uma intensidade associada à mesma carga fisiológica em relação aos diferentes cálculos ou com o mesmo cálculo em relação a diferentes sujeitos. Segundo Dekerle et al. (2010), os indivíduos treinados numa intensidade 5% acima da VC caracterizam-se no domínio severo e numa intensidade 5% abaixo da VC no domínio pesado.
Apesar do cuidado em relacionar a VC a uma carga fisiológica específica, esta pode ser usada como uma intensidade inicial para ajustes contínuos e intervalados. Nesta acepção, exercícios intervalados podem ser ajustados através da intensidade da VC independente do cálculo utilizado (DEKERLE et al., 2010; TOUBEKIS et al., 2011). Além da velocidade crítica, outras variáveis de simples análise são associadas ao sucesso do nadador em competições e são objetivadas no treinamento, como as possíveis mudanças dos componentes da velocidade do nado (comprimento de braçada e a frequência de braçada) (COSTA, 2012; CAPUTO et al., 2000; KENNEDY et al., 1992).
Mediante a cinemática, é possível analisar o comprimento de braçada e a sua frequência, descrevendo biomecanicamente o nado (BARBOSA et al., 2010). Diversos estudos analisaram os padrões cinemáticos das braçadas na intervenção do desempenho e na comparação de indivíduos. Observou-se, contudo, que diferentes indivíduos combinam diferentemente a FB e o CB nas competições (KENNEDY et al., 1992; RIBEIRO et al., 2016; SCHNITZLER; SEIFERT; CHOLLET, 2009). Outrossim, foi demonstrado que cada atleta busca uma melhor combinação entre FB e CB em função da distância a ser percorrida e de acordo com o nível de treinamento para manter o menor gasto de energia possível. Isto porque quando há aumento excessivo da FB, também há aumento de energia gasta (CAPUTO et al., 2000).
A combinação individual de FB e CB em maneiras diferentes é condicionada a alguns fatores, como o comprimento do braço e o nível de treinamento. Normalmente, é mais complexo conseguir um maior comprimento de braçada (CB) no decorrer da competição, então se torna comum aumentar a velocidade do nado crawl em curto prazo com a frequência de braçada (FB) (SMITH; NORRIS; HOGG, 2002). Todavia, diversos estudos discutem que o CB é o fator propulsor para o sucesso nas competições (KENNEDY et al., 1992; SMITH; NORRIS; HOGG, 2002).
Neste cenário, atletas mais treinados tendem a ter maiores CB quando comparados com atletas inferiores, denotando uma possível relação do CB com o desempenho e a maior eficiência do nadador (SEIFERT et al., 2010, 2014; SEIFERT; CHOLLET; ROUARD, 2007). Em contraposição, indivíduos não especialistas em distâncias específicas tentem a aumentar a força e realizar menos braçadas para economizar energia. Após o treinamento, o aumento na eficiência propulsiva e a diminuição no arrasto pode ser resultado de uma menor FB e maior CB para a mesma velocidade (CAPUTO et al., 2000).
Diversos estudos, além de avaliar o desempenho em competições ou treinos, utilizavam tais parâmetros biomecânicos para a comparação entre os gêneros (FERREIRA et al., 2015; KENNEDY et al., 1992; PAI; HAY; WILSON, 1984; SCHNITZLER et al., 2007; SCHNITZLER; SEIFERT; CHOLLET, 2009) e para a comparação entre atletas com diferentes níveis de treinamento, idade, ou provas (KENNEDY et al., 1992; LUDOVIC; CHOLLET; CHATARD, 2007; PAI; HAY; WILSON, 1984; RIBEIRO et al., 2016; SCHNITZLER et al., 2007; SCHNITZLER; SEIFERT; CHOLLET, 2009; SCHNITZLER;
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SEIFERT; DIDIER, 2011; SEIFERT et al., 2010; SEIFERT; CHOLLET; ROUARD, 2007).
Desta maneira, as adaptações nos padrões técnicos encontrados nos estudos podem explanar as conclusões, a fim de melhorar a eficiência do nado. Os padrões de movimento são avaliados mediante os índices de nado mensurados na execução (MAD-System, relógio, observação), ou posterior ao desempenho, na análise de vídeos. A frequência de braçada é analisada com o número de segundos ou frames (vídeo) para se completar um ou dois ciclos de braçada, sendo expressa em braçadas ou ciclos por minuto e em braçadas ou ciclos por segundo (SMITH; NORRIS; HOGG, 2002).
Já o comprimento de braçada depende da análise anterior da frequência de braçada e da velocidade do nado, posto que reflete a eficiência do nadador, ou seja, a distância que percorrida com uma braçada. Este índice é calculado pela velocidade do nado (m.s-1) dividido pela frequência de braçadas (CAPUTO et al., 2000; SMITH; NORRIS; HOGG, 2002). E ainda pode ser descrito como a distância percorrida pelo nadador em um ciclo de braçada completo (COSTA, 2012).
Com base nas avaliações, constatou-se que as manipulações dos índices de nado são favoráveis para melhorar a técnica de natação bem como resultar em um melhor desempenho (COSTA, 2012). Além do mais, observa-se que cada estudo encontra diferentes valores de FB, de CB e de velocidade do nado. Estas diferenças entre os valores mostram a grande variabilidade existente entre os índices de braçada. Outros fatores são contribuintes para as diferenças, como por exemplo, as diferentes populações avaliadas (sexo, idade), os diferentes níveis de treinamento (ativos, atletas treinados, atletas altamente treinados), as diferentes distâncias das piscinas utilizadas (25m ou 50m) e os indivíduos não especializados em certas distâncias avaliadas.
Contudo, como a velocidade do nado é uma interação entre a FB e o CB, provavelmente esses valores sempre serão diferentes entre os estudos. Um exemplo disso são os similares tempos de prova entre nadadores olímpicos com diferentes combinações de índices de nado. Esta situação dependerá de diversos fatores, como o tamanho corporal (KENNEDY et al., 1992), influenciando na combinação destes parâmetros para se completar a prova.
Independentemente do nível de treinamento, ao analisar o indivíduo em diferentes tentativas da mesma distância, não encontram-se diferenças nos padrões de braçada, mostrando que o CB e a FB são parâmetros consistentes na análise da performance e no o efeito de
treino (SCHNITZLER et al. 2009). Anos depois, Schnitzler et al. (2014) fundamentam a afirmação anterior ao analisarem o efeito de treinamento aeróbio, encontrando aumento no CB e a manutenção da FB após o período. Inferem também que os atletas desenvolvem maior força de impulso durante as fases propulsivas e conseguem de modo eficiente aproveitar as fases não propulsivas.
Quanto ao nível de treinamento, homens treinados possuem altos valores de CB quando comparados com os menos treinados (LUDOVIC; CHOLLET; CHATARD, 2007; SCHNITZLER et al., 2007; SEIFERT; CHOLLET; ROUARD, 2007). Em relação à idade, indivíduos do sexo masculino entre 14 e 28 anos parecem ter diferentes CB quando comparados com atletas de alto nível da mesma idade. Este resultado também pode ser influenciado pelo efeito da distância, visto que atletas especialistas naquela distância tendem a ter padrões mais consistentes durante toda a prova (CAPUTO et al., 2000). Desse modo, os índices de braçada são utilizados nos estudos na análise do desempenho individual (técnica, bioenergética, efeito de treino) e na comparação dos indivíduos (KENNEDY et al., 1992).
Em se tratando de desempenho, estudos apontam que o fator-chave para o êxito nas competições é o CB (KENNEDY et al., 1992; SMITH; NORRIS; HOGG, 2002), provavelmente porque homens treinados tendem a ter maiores valores de CB que os menos treinados. Indivíduos mais treinados também conseguem manter por mais tempo os padrões de movimento de FB e CB durante o desempenho, apesar do foco ideal do treinamento de ser voltado à melhoria do CB (LUDOVIC; CHOLLET; CHATARD, 2007; SCHNITZLER et al., 2007; SEIFERT; CHOLLET; ROUARD, 2007).
A técnica de nado representada pela frequência de braçada e comprimento de braçada é determinante para o desempenho, sendo observados diferentemente entre os atletas para manter a velocidade de competição no decorrer da prova. Com protocolos simples e de baixo custo, esses índices possuem alta relação com a performance. Nessa lógica, os atletas aumentam a velocidade diminuindo o tempo de nado na combinação entre a maior frequência de braçada e/ou aumento do comprimento de braçada.
Quando o objetivo foca-se em melhorar o desempenho nas competições próximas, é mais usual aumentar a FB; e em competições mais distantes, otimizar o CB. Isso porque o aumento do CB está associado à um alto nível de treinamento, precisando de tempo mínimo para ser aperfeiçoado. Podem servir ainda para observar efeito de treinamento técnico e de eficiência propulsiva, em qualquer momento da
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temporada, sem prejudicar o programa de treinamento e independente da habilidade do atleta. Pode ser utilizado em atletas de elite e recreacionais, de ambos os sexos e de diferentes idades (adultos jovens
vs adultos master).
2.2 CAFEÍNA E MECANISMOS DE AÇÃO
A cafeína é uma substância que pertence ao grupo das metilxantinas, sendo alcaloides que se diferenciam pela sua ação no SNC (ALTIMARI et al., 2001; RANG et al., 2007). Essa substância é capaz de excitar ou restaurar as funções cerebrais e bulbares, não considerada uma droga terapêutica e com baixa capacidade de indução à dependência. Pode ser encontrada no chá verde, no chá mate, no chocolate, no café, e em alguns medicamentos (ALTIMARI et al., 2001; OMS, 2017).
Figura 1 - Fórmula estrutural da cafeína
(RANG et al., 2007; OMS, 2017)
A cafeína é rapidamente absorvida pelo intestino, carregada pela corrente sanguínea, e atuando em diversos tecidos. Posteriormente, é degradada pelo fígado e excretada pela urina em forma de co-produtos. Alguns fatores como genética, sexo, dieta, uso de algumas drogas/fármacos, peso corporal, modo de administração, estado de hidratação e a prática regular de exercícios físicos podem afetar o metabolismo da cafeína (ALTIMARI et al., 2001)
Destarte, a cafeína possui mecanismos de ação centrais e periféricos que podem desencadear uma série de efeitos no organismo (POLITO et al., 2016). Alguns efeitos consistem em ações metabólicas e fisiológicas, as quais melhorariam o desempenho no exercício aeróbio. Porém, estes mecanismos são pouco esclarecidos e acredita-se que
outros fatores, tais como: intensidade, duração, nível de treinamento do atleta e dose de cafeína administrada, são influenciadores em diferentes tipos de exercício (ALTIMARI et al., 2001; GOLDSTEIN et al., 2010).
Supõe-se que alguns fatores explicam o efeito ergogênico da cafeína durante o exercício: a sua influência no SNC, no músculo esquelético e o aumento na oxidação de gorduras (ALTIMARI et al., 2001). E mesmo observado que a cafeína altera a performance provocando efeitos no SNC, é árduo destacar o seu maior efeito (DOHERTY; SMITH, 2005; KALMAR; CAFARELLI, 2004; WILES et al., 1992), visto que ela facilmente perpassa a barreira sanguínea do cérebro (barreira hematoencefálica) e a membrana das células de todos os tecidos (GOLDSTEIN et al., 2010). No entanto, seus efeitos são indiscutíveis quanto à vigilância, cansaço e despertar, seja em exercícios ou em demais tarefas (GOLDSTEIN et al., 2010; KALMAR, 2005; RANG et al., 2007)
Quanto a sua influência no SNC, o principal mecanismo associado à ingestão de cafeína observa-se no estabelecimento de propriedades atenuantes em dores ou desconfortos, alterando a resposta na percepção subjetiva de esforço (PSE) (BAZZUCCHI et al., 2011; BOWTELL et al., 2018; DOHERTY; SMITH, 2005; KALMAR; CAFARELLI, 2004; POLITO et al., 2016). Hipoteticamente, essa alteração da PSE ocorre porque a cafeína é um antagonista da adenosina (BAZZUCCHI et al., 2011; KALMAR; CAFARELLI, 2004; PATON; LOWE; IRVINE, 2010).
Visto que a adenosina é uma substância livre no citosol de todas as células, produzindo efeitos farmacológicos tanto na periferia como no SNC (RANG et al., 2007), e a cafeína é parecida com adenosina, – porém sem seus efeitos – ao competir com os receptores, não se diminui a atividade da célula como a anterior (BOWTELL et al., 2018; RANG et al., 2007).
Atrelando-se nesses receptores, a cafeína tem efeitos contrários aos da adenosina, tais como: constrição dos vasos da cabeça e dos rins; vasodilatação periférica; facilita o comando eferente que aumenta o trabalho e força muscular; aumento do nível de testosterona e cortisol sanguíneos; aumento da pressão arterial; broncodilatação; não bloqueio de sinapses centrais e periféricas, não ação depressora pré e pós sinápticas aumentando a atividade motora; a ventilação; o estado alerta e a redução do cansaço (ALTIMARI et al., 2001; GOLDSTEIN et al., 2010; POWERS; HOWLEY, 2009; RANG et al., 2007).
Relacionam-se igualmente a resposta muscular causada pela inibição da adenosina (facilitando o comando eferente) e o aumento da
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força percebido com ingestão de cafeína também aos canais de cálcio no retículo sarcoplasmático (RS) durante a contração muscular, ocorrendo de duas formas: via periférica pela interação direta no RS ou via central com inibição da adenosina (GOLDSTEIN et al., 2010; KALMAR; CAFARELLI, 2004; MEYERS; CAFARELLI, 2005).
Para que ocorra a contração muscular, um impulso nervoso chega até o RS causando a liberação dos íons de cálcio (Ca++) ligando-se à troponina e iniciando toda a cascata do encurtamento muscular. Esse ciclo de contração pode ser repetido enquanto houver Ca++ livre disponível para se ligar à proteína contrátil e for mantido o fornecimento de ATP (POWERS; HOWLEY, 2009).
Posto isto, existem dois tipos principais de canais de cálcio na membrana do RS que liberam o íon: o receptor de trifosfato de inositol (IP3R) e o receptor de rianodina (RyR) (RANG et al., 2007). A cafeína pode ligar-se diretamente nos RyR e aumentar a sensibilidade deles, causando maior liberação Ca++ no RS e ou menor reabsorção até mesmo em níveis de concentração de Ca++ de repouso (BOWTELL et al., 2018; RANG et al., 2007; TALLIS; YAVUZ, 2018; VIEIRA et al., 2017). Além disso, a inibição da adenosina também promove uma cascata bioquímica que irá resultar em maior liberação/menor reabsorção de Ca++ pelo RS por outra via que não os RyR. (KALMAR; CAFARELLI, 1999; VIEIRA et al., 2017).
O mecanismo resultante da influência da cafeína no músculo auxilia a melhora na performance, mesmo ainda não sendo comprovada em estudos com seres humanos, observada somente in vidro e in situ, mediante altas doses tóxicas para o consumo humano (ALTIMARI et al., 2001; POWERS; HOWLEY, 2009; RANG et al., 2007; WILES et al., 1992). No entanto, já foram encontradas evidências em humanos de aumento na tensão máxima do músculo nos baixos níveis de eletroestimulação, sugerindo que o mecanismo pode ser possível (POWERS; HOWLEY, 2009).
Alguns autores discutem a sugestão de que uma dose de cafeína tolerada por humanos causa interação de cálcio no músculo (via SNC ou via periférica) e certo decréscimo na fadiga (MEYERS; CAFARELLI, 2005). Segundo Meyers e Cafarelli (2005), este efeito é causado em humanos pela maior taxa de disparo, mesmo com aumento do tempo em contrações voluntárias submáximas sucessivas. Bowtell et al. (2018) viram que a cafeína proporciona a contração/relaxamento mais rápidos e também sugerem que o mecanismo pode ocorrer.
Outros trabalhos observaram a influência da cafeína no potencial de membrana, visto que durante a despolarização da contração
muscular, o potássio é liberado para fora da célula, difundindo-se para o sangue e causando a fadiga. Ao atenuar o aumento de potássio e a atividade da ATPase durante o exercício, a cafeína é facilitadora no acoplamento excitação-contração (BOWTELL et al., 2018; CROWE; LEICHT; SPINKS, 2006; DAVIS; GREEN, 2009; MOHR; NIELSEN; BANGSBO, 2011). MacIntosh e Wright (1995) inferem que a diminuição de potássio do plasma e a maior disponibilidade de glicose são os principais mecanismos responsáveis pela ideal performance de 1500m de natação.
Também há indícios que a cafeína mantém por mais tempo o suporte energético requerido ao exercício, possível fator de melhora na performance. Isso se atribui ao aumento na oxidação de gorduras e dos mecanismos poupadores de glicogênio (BAZZUCCHI et al., 2011; BRIDGE; JONES, 2006; SPRIET, 2014). Logo, dois mecanismos influenciam a ação da cafeína: a inibição da enzima fosfodiesterase e a inibição das catecolaminas.
A cafeína bloqueia a enzima fosfodiesterase responsável pelo metabolismo intracelular da adenosina monofosfato cíclico (AMPc), com consequente aumento na sua concentração intracelular. Isso produz efeitos que mimetizam os mediadores estimulantes da adenilciclase, prolongando a sensação de adrenalina.
Com o aumento da atividade neuronal, a glândula piturária age liberando grandes quantidades de hormônios, liberadores de adrenalina pelas suprarenais, e potencializando qualitativamente a performance, entre estes: taquicardia, dilatação da pupila, aumento da pressão arterial, abertura dos tubos respiratórios (daí alguns antiasmáticos com cafeína), aumento do metabolismo e contração dos músculos e aumento da secreção da enzima lipase – lipoproteína que mobiliza os depósitos de gordura para utilizá-los como fonte de energia ao invés do glicogênio muscular. O último citado consegue poupar o glicogênio muscular como fonte alternativa de energia permitindo aumentar a resistência à fadiga (ALTIMARI et al., 2001; GRAHAM et al., 2000; POWERS; HOWLEY, 2009; RANG et al., 2007).
Dessa maneira, a cafeína proporciona altos índices de liberação e de ação das catecolaminas, particularmente a epinefrina (ALTIMARI et al., 2001), causando elevação na glicose sanguínea, mobilizando-a do fígado e suprimindo a insulina (POWERS; HOWLEY, 2009). Esse fator, assim como o bloqueio da fosfodiesterase, aumentar os níveis de AMPc na célula adiposa, estendendo também a atividade da lipase, liberando mais ácidos graxos livres no sangue possibilitando a maior oxidação de gorduras (POWERS; HOWLEY, 2009).
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Porém, dois fatores têm causado dúvidas enquanto oxidação de glicogênio muscular e gorduras associadas ao consumo de cafeína: 1) o fato da cafeína ser capaz de melhorar exercícios que não dependem principalmente de glicogênio muscular como fonte de energia; 2) os resultados semelhantes quando mensurado o cociente respiratório (BURKE; DESBROW; SPRIET, 2016). É possível que as proporções oxidadas destes e/ou a taxa de carboidrato transformada em lactato seja diferente, visto que é encontrada em diversos estudos a diferença significativa de lactato sanguíneo (ALTIMARI et al., 2001; GRAHAM et al., 2000; POWERS; HOWLEY, 2009).
Alguns pesquisadores descobriram que a maior oxidação de gorduras com utilização de cafeína realmente acontece; contudo, cada indivíduo responde de uma maneira diferente a ela (BURKE; DESBROW; SPRIET, 2016). Aqui, a genética pode influenciar a forma com que a cafeína interage através do antagonismo da adenosina em diferentes receptores.
Outro fator é a quantidade de fibras musculares, sendo individual a cada ser e a cafeína, em consequência, age de forma diferente nas fibras do tipo I e II. As fibras lentas são mais sensíveis à cafeína (ALTIMARI et al., 2001; GONÇALVES et al., 2010) e quanto maior o número de fibras lentas disponíveis, maior será a capacidade oxidante relacionada a utilização de cafeína. Assim, já que os efeitos da cafeína são expressos de modo integrante, tanto em vias centrais quanto em vias periféricas, torna-se difícil identificar a contribuição de um único e isolado mecanismo (GONÇALVES et al., 2010).
2.3 SUPLEMENTAÇÃO DE CAFEÍNA EM EXERCÍCIOS DE DIFERENTES INTENSIDADES
Estudos vêm investigando a cafeína em diversas intensidades, por ser uma substância capaz de melhorar a performance aeróbia e anaeróbia, e resultando em efeito ergogênico decorrente de diversos mecanismos de ação. Após 2004, com a retirada da cafeína da lista de substâncias proibidas em competições internacionais, tornou-se recurso valioso ao alcance dos atletas (WADA, 2017; MCLELLAN; CALDWELL; LIEBERMAN, 2016; SIMMONDS; MINAHAN; SABAPATHY, 2010; WOOLF; BIDWELL; CARLSON, 2008).
Acerca da fadiga, cabe inferir que esta se dá quando não é mais possível manter a máxima atividade do músculo, causando a diminuição da força do músculo por mudanças na atividade eletromiografica ou pela exaustão da função contrátil (ENOKA; DUCHATEAU, 2008). Mesmo
não podendo mais sustentar a atividade máxima, com a fadiga, ainda é possível sustentar o exercício, mesmo que de modo inferior. Logo, os efeitos da cafeína em fatores centrais e periféricos são percebidos na melhora da performance em exercícios com diferentes características.
Alguns mecanismos, tal como a influência da cafeína no glicogênio, dependem das características do exercício. Contudo, o efeito mais observado na maioria das direções quando se fala em exercício é a atenuação da PSE. Mesmo assim, há a discussão de que diferentes tipos de exercícios com tempo ou distância fixos não interferem na atenuação da PSE com a cafeína (BLACK; WADDELL; GONGLACH, 2015; DE SANTOS et al., 2013).
Deste modo, a maioria dos estudos referentes à cafeína em protocolos de longa duração utiliza tempo limite (Tlim) ou tempo de exaustão ao invés de protocolos com tempos ou distancias fixas. Hipoteticamente, isto se deve ao fato dos efeitos da cafeína ser facilmente observados em Tlim, em que os sujeitos possuem menor controle de tempo. Em síntese, percebe-se que em outros protocolos de exercício – com distâncias ou tempos fixos, principalmente submáximos – os indivíduos assertivamente conseguem regular seus esforços, ocultando o efeito da cafeína. Contudo, cabe apontar que Tlim não é um modelo de exercício usual em competições e treinamentos, visto que nas competições utiliza-se como parâmetro as distâncias fixas, bem como nos treinamentos – e/ou exercícios intervalados (DOHERTY; SMITH, 2004).
Em primeira instância, a PSE pode ser diferente no decorrer do tempo, porém não é diferente ao final do exercício, ao chegar na exaustão. Em seguida, o esforço gerado pode ser intenso somente no mecanismo de antagonismo da adenosina conseguir uma diminuição da PSE. Black, Waddell e Gonglach (2015) sugerem que mesmo sem a capacidade da cafeína em reduzir a PSE, a performance pode ser melhorada baseada em outros mecanismos. A PSE em si pode ser influenciada por diversos outros mecanismos, como o desconforto causado pelo aumento da acidose e a cafeína pode não ser suficiente para alterar tal medida.
Aponta-se também a notável redução na PSE em exercícios de curta duração (DAVIS; GREEN, 2009) e em exercícios constantes (BLACK; WADDELL; GONGLACH, 2015; GUERRA; BERNARDO; GUTIÉRREZ, 2000; KILLEN et al., 2013; WALTON; KALMAR; CAFARELLI, 2002). Este efeito é menos observado em exercícios intermitentes, devido à menor influência em exercícios de distâncias ou tempo fixos (BLACK; WADDELL; GONGLACH, 2015).
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Em relação aos exercícios de curta duração, a cafeína pode atuar na diminuição da PSE, no fluxo glicolítico, na manutenção da homeostase intramuscular ou na influência da liberação/reabsorção de Ca++ durante a contração (DAVIS; GREEN, 2009; MCLELLAN; CALDWELL; LIEBERMAN, 2016).
Lara et al. (2012) conduziram um estudo com distâncias de 50m utilizando baixas doses de cafeína (3mg.Kg-1) e encontraram significante melhora na performance (1,09%) de natação em diferentes estilos de nado, sugerindo que o aprimoramento da via central causados pela cafeína são os principais mecanismos responsáveis por essas melhoras, aliado aos efeitos periféricos. A influência da cafeína foi em outras variáveis associadas ao nado, como força e potência.
Em relação a utilização de cafeína em exercícios de longa duração sugere-se principalmente um aumento na oxidação de lipídios, e a diminuição na percepção subjetiva de esforço (GOODS; LANDERS; FULTON, 2017; MCLELLAN; CALDWELL; LIEBERMAN, 2016).
MacIntosh e Wright (1995) estudaram a cafeína em 1500 metros de natação e apontam mecanismos centrais para a melhora na performance, bem como sugerem que a diminuição de potássio do plasma e a maior disponibilidade de glicose são os principais mecanismos responsáveis pela melhora em uma performance de 1500m de natação.
Discute-se que a maioria dos efeitos da cafeína observados em exercícios de curta e longa duração influenciam exercícios intervalados ou de esforços repetidos. Assim, mecanismos são apontados pelo efeito ergogênico da cafeína em exercícios intervalados, como o aumento na liberação de neurotransmissores, o maior recrutamento de unidades motoras e a melhora na contratilidade do músculo e do potencial de membrana (PRUSCINO et al., 2008).
A melhora da performance em exercícios intermitentes intensos associada a cafeína administrada de forma aguda associam-se ás mudanças na manipulação de íons (sódio e potássio). Os estudos com cafeína em exercícios intervalados ou de esforços repetidos para natação tratam de diferentes protocolos e utilizam geralmente suplementação aguda em esforços supra máximos (all-out).
Na literatura, existem evidências quanto ao uso de cafeína no aprimoramento do desempenho em sprint intervalado (CARR et al., 2008; GLAISTER et al., 2008), em sprint repetidos (ANSELME et al., 1992; BEAVEN et al., 2008; COLLOMP et al., 1992; GOODS; LANDERS; FULTON, 2017) e nos exercícios contínuo e intervalado de longa duração (MOHR; NIELSEN; BANGSBO, 2011; SCHNEIKER et
al., 2006). Astorino e Roberson (2010) fizeram uma revisão, tendo como objetivo testar a habilidade da cafeína em melhorar a performance de exercícios intensos. Analisaram estudos que utilizaram sprints ou exercícios resistidos em única ou sucessivas repetições. A maioria dos estudos mostrou melhora no tempo de sprint e/ou na o aumento da carga externa (power output) com uso da substância e ainda encontraram aumento do torque muscular, no número de repetições ou maior peso levantado.
Anselme et al. (1992) observou no cicloergêmetro o aumento da potência anaeróbia em repetições consecutivas de 6s (intervalos passivos de 5min). E Wiles et al. (2006), a melhora da performance e o aumento da carga externa (média e pico power output) em 1 km no contrarrelógio em ciclistas. Em exercício de maior duração, Schneiker et al. (2006) encontraram maior média da carga externa (power output) maior valor do trabalho total em duas séries (tempo total >1h) de 18 repetições de 4s (intervalo ativo de 2 min em baixa intensidade).
Na natação de estilo crawl, Collomp et al. (1992) observaram melhora no tempo de performance em duas repetições de 100m (intervalo passivo de 20min) e Goods, Landers e Fulton (2017) em seis repetições de 75m (intervalo 400m em baixa intensidade).
Collomp et al.(1992) encontraram em 2x100m com intervalos de 20 minutos uma melhora na performance em treinados e não treinados. Goods, Landers e Fulton (2017) também observaram melhoria em protocolo intervalado de alta intensidade de natação (6x75m) com intervalos de 10 minutos, demonstrando que a cafeína aumentou a capacidade anaeróbia, com tempo de intervalo suficiente para o acúmulo de metabólitos não interferir na performance.
Na corrida, há evidencias de melhora na performance em um único sprint ou em sprints repetidos de 30m (12 repetições com intervalo de 35s passivo) (GLAISTER et al., 2008) e 20m (5 séries de 6 repetições de 20m com intervalo passivo de 25s) (CARR et al., 2008).
Também se evidencia melhora na performance em exercícios intervalados e/ou em forma de circuito com o uso de cafeína, em repetições de corrida baseados nas habilidades físicas (agilidade, tempo de reação, precisão) necessárias aos esportes coletivos. Stuart et al. (2005) demonstraram maior velocidade de sprints de corrida em sete repetições de circuito intermitente específico da modalidade de rugby (5 diferentes distâncias de sprint 20-33m de agilidade e testes de precisão e rapidez de passes).
Beaven et al. (2008) também encontraram melhora na performance de sprint (10m) de corrida, associado a exercícios
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resistidos antes e depois (circuito). Além disso, Mohr, Nielsen e Bangsbo (2011) observaram melhora da performance no YO-YO Intermittent Recovery Test Level 2, um teste correlacionado com a quantidade de exercício intenso de corrida realizado em esportes coletivos após a ingestão de cafeína.
Uma importante característica da cafeína é a de melhorar a performance em eventos de diversas intensidades e tipos de exercício, apesar de não ser claro como ela atua em cada episódio.
2.4 AUMENTO DE FORÇA E FATORES NEUROMUSCULARES ASSOCIADOS À UTILIZAÇÃO DE CAFEÍNA
O desempenho em qualquer exercício depende da ativação dos músculos esqueléticos. No decorrer do exercício, a capacidade em manter esse esforço diminui intensificando os mecanismos centrais e periféricos para sustentá-lo (MEYERS; CAFARELLI, 2005). Assim, a fadiga no músculo esquelético tem sido amplamente estudada, porém os mecanismos para manter a máxima ativação deles durante um exercício ainda não estão bem claros (BAZZUCCHI et al., 2011; KALMAR; CAFARELLI, 2004).
Nesse sentido, como a cafeína é uma substância capaz de atuar em diversos tecidos (via central e periférica) e é bem tolerada pelo organismo por seus menores efeitos colaterais (diurese, irritabilidade), tem sido amplamente estudada como recurso ergogênico capaz de atenuar a fadiga e melhorar a performance em diversos tipos de exercícios por alterações nos parâmetros neuromusculares (GOLDSTEIN et al., 2010; GONÇALVES et al., 2010; MCLELLAN; CALDWELL; LIEBERMAN, 2016).
Sabe-se que os efeitos da cafeína no recrutamento de unidades motoras e no acoplamento excitação-contração independem da influência da substância no metabolismo de substratos. Isso revela que o aumento da força resultante pode ser conseguido através de outros mecanismos não dependentes do fornecimento de energia (BAZZUCCHI et al., 2011). Dentre eles, pode ser capaz de aumentar a excitação do córtex motor promovendo maior recrutamento de unidades motoras e aumento da taxa de disparos, aumentando a excitabilidade neuromuscular da via e facilitando uma maior ativação (BOWTELL et al., 2018; KALMAR; CAFARELLI, 1999). Igualmente altera o acoplamento excitação-contração, permitindo maior permeabilidade de Ca++ e/ou menor reabsorção no retículo sarcoplasmático (KALMAR; CAFARELLI, 1999; MCLELLAN; CALDWELL; LIEBERMAN,
